Kryptografia lub kryptografia to nauka o pisaniu kodów i kodach bezpiecznej komunikacji i jest jednym z najważniejszych elementów związanych z branżą blockchain i nowoczesnymi walutami cyfrowymi. Stosowane obecnie techniki szyfrowania są wynikiem bardzo długiej historii rozwoju. Od czasów starożytnych ludzie używali kryptografii do bezpiecznego przesyłania informacji. Poniżej znajduje się fascynująca historia kryptografii, która doprowadziła do powstania zaawansowanych i wyrafinowanych metod stosowanych we współczesnym szyfrowaniu cyfrowym.
Starożytne korzenie kryptografii
Wiadomo, że prymitywne techniki kryptograficzne istniały w starożytności i wydaje się, że większość wczesnych cywilizacji w pewnym stopniu korzystała z kryptografii, na przykład podstawienia kodu, które jest podstawową formą kryptografii zarówno w pismach starożytnego Egiptu, jak i Mezopotamii. Najstarszy znany przykład tego typu kryptografii odnaleziono w grobowcu egipskiego szlachcica imieniem Khnumhotep II, który żył około 3900 lat temu.
Celem zastąpienia symbolu w inskrypcji Khnumhotep II nie było ukrycie informacji, ale zwiększenie jej atrakcyjności językowej. Najstarszy znany przykład kryptografii stosowanej do ochrony poufnych informacji miał miejsce około 3500 lat temu, kiedy mezopotamski skryba użył kryptografii do ukrycia formuły glazury ceramicznej używanej na glinianych tabliczkach.
W późniejszych okresach starożytności kryptografia była szeroko stosowana do ochrony ważnych informacji wojskowych i służy temu do dziś. W greckim mieście Sparta wiadomości szyfrowano, zapisując je na pergaminie na cylindrze o określonej wielkości, przez co wiadomość była nieczytelna, dopóki odbiorca nie owinął jej wokół podobnego cylindra. Podobnie wiadomo, że szpiedzy w starożytnych Indiach używali zaszyfrowanych wiadomości już w II wieku p.n.e.
Być może najbardziej zaawansowaną kryptografię stosowali w starożytnym świecie Rzymianie. Godnym uwagi przykładem szyfru rzymskiego, znanego jako szyfr Cezara, jest przekształcanie liter w zaszyfrowaną wiadomość o określoną liczbę miejsc w alfabecie łacińskim. Znając ten system i ilość miejsc do zmiany liter, odbiorca może odszyfrować wiadomość, a jeśli mu się to nie uda, wiadomość nie będzie już czytelna i zrozumiała.
Rozwój w średniowieczu i renesansie
W średniowieczu kryptografia zyskiwała na znaczeniu, lecz szyfr podstawieniowy, którego przykładem jest metoda Cezara, pozostał standardem w kryptografii.
Kryptanaliza, czyli nauka, dzięki której łamie się i rozwiązuje kody, zaczęła doganiać nauki prymitywne, które w kryptografii są wciąż stosunkowo prymitywne. Al-Kindi, znany arabski matematyk, około roku 800 n.e. opracował technikę znaną jako analiza częstotliwości, dzięki której kod podstawieniowy był podatny na odszyfrowanie. Po raz pierwszy osoby próbujące odszyfrować zaszyfrowane wiadomości uzyskały dostęp do systematycznego sposobu, aby to zrobić, co spowodowało konieczność dalszego rozwoju kryptografii, aby zachować użyteczność.
W 1465 roku Leon Alberti opracował szyfr polialfabetyczny, który uznano za rozwiązanie przeciwko kanadyjskiej technice analizy częstotliwości. W szyfrze polialfabetycznym wiadomość jest kodowana przy użyciu dwóch różnych alfabetów. Pierwszy to alfabet, w jakim napisana jest oryginalna wiadomość, drugi zaś to zupełnie inny alfabet, w jakim wiadomość pojawia się po jej zaszyfrowaniu. W połączeniu z tradycyjnymi szyframi podstawieniowymi szyfry znacznie zwiększają bezpieczeństwo zaszyfrowanych informacji. Jeśli czytelnik nie zna alfabetu, w jakim pierwotnie napisano tę literę, metoda analizy częstotliwości Kennedy’ego jest bezużyteczna.
W okresie renesansu rozwinęły się także nowe metody szyfrowania informacji, w tym popularna wczesna metoda kodowania binarnego, wynaleziona przez słynnego naukowca Sir Francisa Bacona w 1623 roku.
Większy postęp w ostatnich stuleciach
Kryptografia rozwijała się stopniowo na przestrzeni wieków. W latach siedemdziesiątych XIX wieku Thomas Jefferson opisał ważne wydarzenie w kryptografii, chociaż prawdopodobnie nigdy nie zostało ono zbudowane. Jego wynalazek, znany jako koło szyfrujące, składał się z 36 pierścieni liter na ruchomych kołach, które można było wykorzystać do uzyskania złożonego szyfrowania. Koncepcja ta była tak zaawansowana, że aż do II wojny światowej stanowiła podstawę szyfrowania wojskowego Stanów Zjednoczonych.
Podczas II wojny światowej powstał także doskonały przykład kryptografii analogowej, znanej jako maszyna Enigma. Podobnie jak szyfr kołowy, to urządzenie używane przez siły osi wykorzystywało obrotowe koła do kodowania wiadomości, co praktycznie uniemożliwiało odczytanie bez kolejnej łamigłówki. Jednak ostatecznie wczesna technologia komputerowa została wykorzystana do złamania kodu Enigmy i pomyślnego dekodowania wiadomości Enigmy jest nadal uważany za element kluczowy dla ostatecznego zwycięstwa aliantów.
Kryptografia w dobie komputerów
Wraz z rozpowszechnieniem się komputerów szyfrowanie stało się znacznie bardziej zaawansowane niż w epoce analogowej. 128-bitowe szyfrowanie matematyczne jest znacznie silniejsze niż jakiekolwiek starożytne lub średniowieczne szyfrowanie i obecnie jest standardem dla wielu wrażliwych urządzeń i systemów komputerowych. Począwszy od 1990 roku informatycy opracowywali zupełnie nową formę kryptografii, zwaną kryptografią kwantową, która miała nadzieję po raz kolejny podnieść poziom ochrony zapewnianej przez współczesną kryptografię.
Ostatnio zastosowano również techniki szyfrowania, aby umożliwić tworzenie walut cyfrowych, ponieważ waluty cyfrowe wykorzystują zaawansowane techniki szyfrowania, w tym funkcje skrótu, szyfrowanie kluczem publicznym i podpisy cyfrowe. Technologie te służą przede wszystkim zapewnieniu bezpieczeństwa danych przechowywanych na blockchainie oraz uwierzytelnianiu transakcji. Wyspecjalizowana forma kryptografii znana jako algorytm podpisu cyfrowego krzywej eliptycznej (ECDSA) stanowi podstawę Bitcoina i innych systemów kryptograficznych w celu zapewnienia dodatkowego bezpieczeństwa i zapewnienia, że fundusze mogą być wykorzystywane wyłącznie przez ich prawowitych właścicieli.
Kryptografia przeszła długą drogę w ciągu ostatnich 4000 lat i prawdopodobnie nie przestanie się rozwijać w najbliższym czasie. Dopóki wrażliwe dane wymagają ochrony, szyfrowanie będzie się rozwijać. Chociaż systemy kryptograficzne stosowane obecnie w blockchain reprezentują jedne z najbardziej zaawansowanych form tej nauki, są one również częścią tradycji, która rozciąga się przez większą część historii ludzkości.
